تأثیر عوامل طبیعی و انسانی بر کیفیت منابع آب دشت لنجانات اصفهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت معلم، تهران، ایران

چکیده

به منظور شناخت ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی منابع آب دشت لنجانات و تعیین عوامل طبیعی و انسانی مؤثر بر کیفیت آن، از 162 منبع آبی شامل: آب زیرزمینی، آب سطحی و پساب صنایع مهم منطقه در چهار دوره به صورت فصلی در سال 87 نمونه‌برداری شده است. نتایج حاصل از سنجش‌های صحرایی و آزمایشگاهی متغیرهای فیزیکوشیمیایی، عناصر اصلی، فرعی و کمیاب نشان می‌دهد که غلظت بالای عناصر اصلی (Na، Ca، Cl و SO4) عامل افزایش مقدار EC (µS/cm 11390-561) در آب زیرزمینی دشت است. عناصر خاص نهشته‌های تبخیری و کربناتی (B، Ba، Br، Sr، I و Li) غلظت بیشتری نسبت به دیگر عناصر فرعی و کمیاب سنجش شده در آبخوان دارد. منحنی تابع توزیع تجمعی (CDF)، نمودارهای هیدروژئوشیمیایی، نسبت‌های معرف و شاخص اشباع حاصل از مدل‌سازی ژئوشیمیایی نشان می‌دهد که انحلال نهشته‌های تبخیری (هالیت و ژیپس) و تبادل کاتیونی مهم‌ترین فرایندهای مؤثر بر ترکیب شیمیایی آب زیرزمینی است. نتایج حاصل از اعمال تحلیل‌های عاملی و خوشه‌ای ضمن تأیید فعال بودن واکنش‌های آب/سنگ در آبخوان، نشان‌دهندة تأثیر فعالیت‌های انسانی بر کیفیت آب زیرزمینی از طریق افزایش یون NO3 است. پساب صنایع منطقه تأثیری بر کیفیت آب زیرزمینی دشت نداشته است و از نظر عناصر فرعی و کمیاب غلظت‌های بیش از حد استاندارد نشان نمی‌دهد. تأثیر پساب‌های خانگی بر کیفیت آب زیرزمینی دشت محدود به افزایش باکتری‌های مدفوعی است. فعالیت‌های کشاورزی از طریق استفاده از حاصل‌خیزکننده‌های نیتراتی باعث آلودگی آب زیرزمینی دشت شده است. غلظت ترکیبات نیتروژن و وجود باکتری‌ها نشان از تأثیر پساب زمین‌های کشاورزی و تخلیه فاضلاب‌های صنعتی و خانگی بر کیفیت آب رودخانه دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Natural and Anthropogenic Factors on Water Resources Quality in Lenjanat Plain, Esfahan, Iran

نویسندگان [English]

  • H. R. Nassery 1
  • Z. Kayhomayoon 2
  • M. Nakhaei 3
1 Associate Professor, Geology Department, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Geology Department, Science Faculty, Payame Noor University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Geology Department, Science Faculty, Tarbiat Moallem University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Hydrochemical properties of water resources in Lenjanat plain and the effect of natural and anthropogenic factors have been determined. For this purpose, 162 water samples including groundwater, surface water and industrial wastewater seasonally in 1387 were collected. The results of field and laboratory measurements of physicochemical parameters, major, minor and trace elements show that the high EC (561-11390 μS/cm) in groundwater is due to high concentration of major elements (Na, Ca, Cl and SO4). Specific elements of evaporates and carbonate deposits (B, Ba, Br, Sr, I and Li) are higher concentrations than the other minor and trace elements measured in the aquifer. Cumulative Distribution Function (CDF), hydrogeochemical graphs, certain ratios and saturation index from geochemical modeling indicates that the dissolution of evaporation deposits (halite and gypsum) and cation exchange are the most important processes affecting the chemical composition of groundwater. The results of applying statistical techniques (factor and cluster analysis) confirmed water/rock interaction in the aquifer and show the effect of human activities on groundwater quality by increasing NO3 ion. Concentration of nitrogen compounds and the presence of bacteria indicate the impact of agricultural, industrial and domestic wastewater on the Zayandehrud River. Industrial sewage has no affect on groundwater quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogeochemistry
  • Water Resources Quality
  • Natural Factors
  • Anthropogenic Impacts
  • Lenjanat
آقانباتی، ع.، 1384- زمین‌شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور
ایرانمنش، م. ح.، 1345-گزارش هیدروژئولوژی مربوط به محل احداث کارخانه ذوب آهن، سازمان زمین‌شناسی کشور
پارساب سپاهان اندیش، 1387- طرح مطالعات جامع شناخت آلاینده‌ها در محدوده قانونی زرین‌شهر و ارائه راه‌کارهای کاهش و کنترل آلودگی‌ها، سیزده جلد، شهرداری زرین شهر.
پورمقدس، ح. و پرویزیان، ف.، 1379- گزارش نهایی بررسی آلودگی و منابع آلوده‌کننده آب در مناطق مبارکه و نجف آباد، اداره کل محیط زیست استان اصفهان
پورمقدس، ح.، 1377- گزارش نهایی پروژه بررسی و مدیریت زیست محیطی منابع آب، اداره کل محیط زیست استان اصفهان
دهکردی، پ.، 1383- بررسی اثرات احتمالی لاگون‌های دفع فاضلاب صنعتی ذوب آهن برکیفیت شیمیایی آب‌های زیرزمینی اطراف آن در سال1383، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان
جعفریان، م. ع.، 1364-  مطالعات طرح تغییر محور مجتمع فولاد مبارکه، جلد هشتم، مطالعات خاک، دفتر دانشگاه اصفهان
رحمانی، ح. ر.،1382- استفاده بهینه از پساب‌های صنعتی در کشاورزی ( شرکت ذوب آهن, مجتمع فولاد مبارکه، شرکت پلی اکریل، کارخانه رنگرزی زهره) ، سازمان جهاد کشاورزی استان اصفهان
سازمان آب منطقه ای اصفهان، 1370- گزارش حفاری‌های اکتشافی و پیزومتر آبرفتی حوضه عملکردی سازمان آب منطقه‌ای اصفهان، امور مطالعات منابع آب
سازمان جهاد کشاورزی استان اصفهان، 1388- گردش موجودی انبار خدمات حمایتی کشاورزی
سازمان حفاظت محیط زیست، 1373- استانداردهای خروجی فاضلاب
کلباسی، م.، 1376- گزارش نهایی مدیریت زیست محیطی منابع آب، اداره کل محیط زیست استان اصفهان
مهاجری، آ.، 1384- بررسی رفتار و نحوه انتشار سیانور و فلزات سنگین در آب‌های زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت اطراف کارخانه فولاد مبارکه اصفهان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1363- استاندارد شماره 1053، ویژگی‌های آب آشامیدنی، چاپ چهارم
موسوی، ف.، 1375-گزارش نهایی بررسی آلودگی و منابع آلوده کننده آب، اداره کل حفاظت محیط زیست استان اصفهان
نجفی، پ.، 1385- مطالعه شیمیایی آب‌های زیرزمینی مناطق اطراف ذوب‌آهن اصفهان در رابطه با حفظ محیط زیست (بهره‌برداری از پساب اماکن و صنعتی غیرسمی ذوب‌آهن اصفهان) ، طرح تحقیقاتی شرکت سهامی ذوب آهن اصفهان
نوروزی، س.، 1385- اثرات زیست محیطی مجتمع فولاد مبارکه بر محیط زیست اطراف با استفاده از مطالعات ژئوشیمی نهشته‌های رسوبی، پایان نامه دکتری رسوب‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
وزارت نیرو، 1364- گزارش مطالعات ژئوفیزیک منطقه مبارکه ، طالخونچه ( اصفهان) به طریقه الکتریک، دفتر بررسی‌های منابع آب ، بخش‌آب‌های زیرزمینی
 
 
References
APHA, 2005- Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA) & Water Environment Federation (WEF), 21st Edition, 1368 p.
Edmunds, W. M. & Shand, P., 2008- Natural Groundwater Quality, Blackwell Publishing, 469 p.
FAO, 1994- Water Quality for Agriculture, by Ayers, R.S., Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Farnham, I. M., Singh, A. K., Stetzenbach, K. J. & Johannesson, K. H., 2002- Treatment of nondetects in multivariate analysis of groundwater geochemistry data, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 60: 265– 281.
Fisher, R. S. & Mullican, W. F., 1997- Hydrochemical evolution of sodium-sulfate and sodium-chloride groundwater beneath the northern Chihuahuan Desert, Trans-Pecos, Texas, USA. Hydrogeology Journal , 5: 4–16
Forstner, U., 1983- Applied Environmental Geochemistry, Academic Press, London, 395 p.
Geological Survey of Iran (GSI), 1976- Geological Map of Iran 1:100000 Series, Sheet 6254 RIZ-E-LENJAN, Ministry of Industry and Mines
Gibbons, R. D., 1994- Statistical Methods for Groundwater Monitoring, JohnWiley&Sons, INC., 286 p.
Hosono, T., Ikawa, R., Shimada, J., Nakano, T., Saito, M., Onodera, S., Lee, K. & Taniguchi, M., 2009- Human impacts on groundwater flow and contamination deduced by multiple isotopes in Seoul City, South Korea, Science of The Total Environment, 407: 3189 –3197.
Hounslow, A. W., 1995- Water Quality Data, Analysis and Interpretation, LEWIS Publication, 397 p.
Jiang, Y., Wue, Y., Groves, C., Yuan, D. & Kambesis, P., 2009- Natural and anthropogenic factors affecting the groundwater quality in the Nandong karst underground river system in Yunan, China, Journal of Contaminant Hydrology, 109: 49–61.
Kumar, S. K., Rammohan, V., Sahayam, J. D. & Jeevanandam, M., 2009- Assessment of groundwater quality and hydrogeochemistry of Manimuktha River basin, Tamil Nadu, India, Environ. Monit. Assess, 159: 341–351.
Langmuir, D., 1997- Aqueous Environmental Geochemistry, Prentice-Hall, 600 p.
Lorite-Herrera, M. & Jime´nez-Espinosa, R., 2008- Impact of agricultural activity and geologic controls on groundwater quality of the alluvial aquifer of the Guadalquivir River (province of Jae´n, Spain): a case study, Environ. Geol., 54:1391–1402.
Parkhurst, D. L. & Appelo C. A. J., 2002- PHREEQC (Version 2.15.02), A Hydrogeochemical Transport Model.
Rouabhia, A., Fehdi, Ch., Baali, F., Djabri, L. & Rouabhi, R., 2009- Impact of human activities on quality and geochemistry of groundwater in the Merdja area, Tebessa, Algeria, Environ. Geol., 56:1259–1268.
USEPA, 2007- Groundwater Sampling SESDPROC-301-R1, SESD operating procedure for groundwater sampling, United State Environmental Protection Agency.
USEPA, 2009- National Primary and ECondary Water Regulations, United State Environmental Protection Agency.
USGS, 2006- Field Measurment, TWRI Book 9, Chapter 6, United State Geological Survey
WHO, 2008- Guidelines for Drinking-Water Quality, Third Editio, Vol. 1, Recommendations, World Health Organization, Geneva.
Yesilnacar, M. I. & Gulluoglu, M. S., 2008- Hydrochemical characteristics and the effects of irrigation on groundwater quality in Harran Plain, GAP Project, Turkey, Environ. Geol., 54:183–196